Способ изменения окраски минералов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1693135 А 1 04, 29/22 яз С 3 ОСУДАРСТВЕЙЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР е :,ф.Гвб ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1117344, кл. С 30 В 33/04, 29/34, 1983.(54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ОКРАСКИ МИ-.НЕРАЛОВ(57) Изобретение относится к физике твердого тела, геофизике и геохимии и можетбыть использовано для окрашивания низкосортных кристаллов природного кальцита споследующим их использованием в граИзобретение относится к физике твер.дого тела, геофизике и геохимии и может быть использовано для скрашивания низкосортных кристаллов кальцита с последую-. щим их использованием в гравильной, художественно-декоративной и ювелирной промышленности, а также в качестве фильтров в,оптике.Известен способ окрашивания кристаллов аметиста в фиолетовый цвет, включающий гамма-облучение, термообработку при 290 С в течение 2 ч и последующее воздействие ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200-500 нм.Однако этот способ по своему техническому решению, параметрам и режимам обработки неприменим для кальцита, Образцы аметиста по данному способу облучают гамма-излучением в течение неопределенного времени, с неизвестной исходной мощностью дозы и неизвестной интегральной дозой для получения темно- фиолетового цвета с буровато-дымчатым отвильной, художественно-декоративнои и ювелирной промышленности, а также в качестве фильтров в оптике. Цель изобретения - расширение цветовой гаммы природного кальцита и получение интенсивной желто- оранжевой, красно-малиновой и коричнево- красной его окраски, Способ включает уоблучение минералов интегральной дозой (3.8-6,2).10 Р и последующую их термообработку при 70 - 80 С в течение 30 - 40 мин. В зависимости от интегральной дозы облучения получают различную окраску кальцита.3 з.п. ф-лы тенком. Глубины этого центра окраски могут быть совершенно разными для разных образцов аметиста. Следовательно, эти центры возбуждаются не при одинаковых, а при совершенно разных интегральных дозах гамма-облучения, которые отсутствуют в известном способе. Последующее ультрафиолетовое облучение с заданной длиной волны в зависимости от глубины центра темно-фиолетового цвета окраски с буровато- дымчатым оттенком и интегральной дозы первоначального гамма-облучения вызывает в образцах аметиста совершенно иные эффекты. Положительный эффект по неизвестному режиму гамма-облучения и последующему ультрафиолетовому облучению может проявляться в образцах аметиста с довольно низкой глубиной указанного центра, а исключением образцов с более глубокими центрами окрасок,Природный кальцит с характерными для него центрами окрасок возбуждается при вполне определенных дозных и временныхрежимах обработки, которые не приведены в известном способе, Кроме того, отжиг при 290 С в течение 2 ч по известному способу приводит к обесцвечиванию образцов кальцита, к их разрушению и растрескиванию.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изменения акраси кристаллов пренита, включающий гаМма-облучение интегральной дозой (7 - 10)Мрад и последующую термообработку при 150 - 180 С в течение 40-50 мин.Этот способ также неприменим со своими режимами и параметрами обработки для кальцита. Кальцит при интегральной дозе гамма-облучения (7 - 10)Мрад вообще не окрашивается, а после отжига при 150 - 180 С в течение 40 - 50 мин обесцвечивается.Цель изобретения - расширение цветовой гаммы природного кальцита, а также получение интенсивной желто-оранжевой, красна-малиновой и коричнево-красной его окраски,Цель достигается тем, что, в способе изменения окраски кристаллов, включающем радиационное облучение и термообрабатку, в качестве радиационного воздействия используют жесткое гамма-излучение, а облучение проводят интегральной дозой (3,8 - 6,2),10 Р с последующей термообработкой при 70 - 80 С в течение 30-40 мин. Причем для получения интенсивного желто-оранжевого цвета облучение проворят интегральной дозой (3,8 - 4,4).10 Р, для получения интенсивного красно-малинового цвета - интегральной дозой (4,9- 5,2).10 Р, а для получения интенсив 8ного коричнево-красного цвета - интегральной дозой (5,5 - 6,2).10 Р, Термообработку в каждом случае проводят при температуре 70-80 С в течение 30 - 40 мин,Общими признаками известного и предлагаемого способов являются радиационное облучение и термообработка. Отличительными признаками предлагаемого способа являются новые режимы и параметры обработки,Изучены границы проявления цветовых свойств кристаллов кальцита различных проявлений, условий образования, дефектов структуры, различного химического состава, Для получения этих цветовых свойств установлены соответствующие дозные, термические и временные режимы и параметры ооработки. Эти параметры для разных образцов кальцита несколько отличаются друг от друга,П р и м е р 1. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кяльцита об 10 15 20 25 30 35 40 50 55 лучают у-излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(7-8),10 Р. После такого облучения и после 7дующего отжига при 30-40 С в течение 1520 мин нет изменений в цветовой окраскекальцита,П р и м е р 2, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(1,1 - 1,3).10 Р. Окраска кальцита слабо-чайвная, а после отжига при 30-40 С в течение15 - 20 мин - чайная,П р и м е р 3, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(2,1 - 2,3).10 Р. Окраска слабая медово-жел 8тая, а после отжига при 40 - 50 С в течение20 - 25 мин - медово-желтая средней интенсивности,П р и м е р 4. Серые, белые серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу-квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(2,8 - 3,2),10 Р, Окраска образца - медовожелтая, а после термообработки при 40 -50 С в течение 20 - 30 минжелто-оранжевая средней интенсивности.П р и м е р 5, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(3,8 - 4,4).10 Р, Окраска желто-оранжевая со8слабо-дымчатым оттенком. После отжигапри 70 - 80 С в течение 30-40 мин образцыприобретают интенсивный и устойчивый втечение длительного времени желто-оранжевый цвет. Кристаллы люминесцируютжелто-оранжевым цветом в течение 20 - 22 чи фосфоресцируют снежно-белым цветом втечение 5-6 ч.П р и м е р 6. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(4,9-5,2).10 Р. Окраска интенсивная желтооранжевая со слабым красно-малиновымоттенком. После термообработки при 70 -80 С в течение 30-40 мин образцы приобретают интенсивный и устойчивый в течениедлительного времени красно-малиновыйцвет. Плотность фотолюминесценции и фосфоресценции растет с ростом интегральнойдозы гамма-облуц ния,П р и м е р 7. Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергиейу -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой(5,5-.6,2).10 Р, После такого облучения и от 8жига при 70 - 80 С в течение 3040 мин образцы приобретают интенсивный и устойчивый в течение длительного в,емени коричнево-красный цвет. Плотнос ь фото люминесценции и фосфоресценции достигает насыщения.П р и м е р 8, Серые, белые, серовато-белые некондиционные образцы кальцита облучают у -излучением со средней энергией 10 у -квантов 1,25 МэВ, интегральной дозой (6,5 - 7,2).10 Р,В результате такой радиационной обработки образцов кальцита на желто-оранжевый, красно-малиновый и 15 коричнево-красный цвета налагается дымчатая окраска, Дальнейшая увеличение температуры и времени термообработки приводит к удалению достигнутых пол ожител ьн ы х ц вето в ых свой ств. 20Таким образом, наилучшую цветовую окраску образцов кальцита, придающую им высокие художественно-декоративные и ювелирные свойства, получают при облучении образцов кальцита жестким 25 гамма-излучением интегральной дозой (3,8 - 6,2).10 Р и последующей термообработкой при 70 - 80 С в течение 30-40 мин, причем при облучении интегральной дозой (3,8 - 4,4).10 Р получают интен сивный желто-оранжевый цвет, а при облучении интегральной дозой (4,9 - 5,2) 10 Р - интенсивный красно - малиновый8цвет, а при облучении интегральной дозой (5,5 - 6,2);10 Р - интенсивный корич нево-красный цвет. Полученные с помощью предлагаемых режимов обработки образцы кальцита могут быть использованы также и в качестве фильтров в оптике, так как выявленные цвета каль цита находятся в разных диапазонах длин волн.Кальцит - повсеместно распространенный поделочный камень, Представляет собой кристаллический известняк и по 45 химическому составу напоминает карбонат кальция с формулой СаСОз. Он бесцветен и непрозрачен, но просвечивает.В нем заметны признаки, указывающие на первичную природу карбоната. Его ок раска вызвана многочисленными элементами-примесями. Помимо своего применения в качестве поделочного камня, известняк широко используется как строительный камень, сырье для цемента 55 и алебастра, Прозрачная его разновидность - исландский шпат, испольэупгся в оптике в качестве линз и призм для изучения явлений дихроизма и плеохроиэма в кристаллах,Кальцит относится к тригональной сингонии. отличается совершенной спайностью, параллельной плоскостям ромбоэдра. Показатели преломления равны 1,486 и 1,658, Двупреломление высокое. знак отрицательный. Блеск - стеклянный, Удельный вес 2,71. Твердость 3 по шкале Мооса, Запасы кальцита в природе огромные. В достаточном количестве могут встречаться и оптически однородные кристаллы.С учетом изложенного, задача получения из некондиционных разновидностей поделочного материала кальцита, используемого ранее как строительный камень, сырье для цемента и алебастра, образцов с высокими цветовыми, художественно-декоративными ювелирными свойства, а из оптических их разновидностей - исландского шпата, используемого. ранее в качестве призм и линз в оптике, ювелирных изделий и оптических фильтров за счет их скрашиванияя в интенсивные и устойчивые в течение длительного времени желто-оранжевый, красно малиновый и коричнево-красный цвета, является в высшей степени актуальной, позволяющей обеспечить запрос промышленности на зти виды изделий,Формула изобретения 1, Способ изменения окраски минера-. лов, включающий гамма-облучение и последующую термообработку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения цветовой гаммы природного кальцита, облучение ведут интегральной дозой(3,8 - 6,2),10 Р, а тер 8 мообработку проводят при 70 - 80 С в течение 30-40 мин.2, Способ по и 1, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения интенсивной желто-оранжевой окраски, облучение ведут интегральной дозой (3,8 - 4,4).10 Р.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения интенсивной красно-малиновой окраски, облучение проводят интегральной дозой (4,9-5.2).10 Р.4, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью получения интенсивной коричнево-красной окраски, облучение проводят интегральной дозой (5,5 - 6,2).10 Р.